LTE关键技术
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第5章
LTE关键技术
目录
5.1 LTE的技术特点 5.2 正交频分复用 5.3 多天线技术 5.4 高阶调制和AMC 5.5 混合自动重传 5.6 小区间干扰抑制
课件制作：赵珂
5.1 LTE的技术特点
LTE的技术特点
1. 支持灵活的频谱带宽； 2. 提供了更高的容量 LTE提供了更高的比特率，也提升了系统的容量，LTE系统的容量至 少是3G系统的10倍。 3. 高峰值的数据速率 4. 更高的频谱效率 5. 更低的时延 6. 增加了同时活动用户的数量； 7. 提高了单元边缘的性能，提高了小区容量并降低了系统时延。
课件制作：赵珂
5.1 LTE的技术特点
LTE的技术特点
LTE的主要关键技术有： 频谱效率提升技术：OFDM（正交频分复用）。 空口速率提升技术之一：MIMO （多输入多输出）。 空口速率提升技术之二：高阶调制和AMC（自适应调制与编码）。 可靠性提升技术：HARQ（混合自动重传）。 抗干扰利器：ICIC（小区间干扰协调）。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
2）上行多址：SC-FDMA
SC-FDMA具有单载波的特性，因而其发送信号PAPR较低，在上行 功放要求相同的情况下，采用SC-FDMA可以提高上行的功率效率，降 低系统对终端的功耗要求。
课件制作：赵珂
5.3 多天线技术
5.3.1 MIMO概述
多 输 入 多 输 出 （ Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术最早 是由马可尼于1908年提出的，是指在 发送端或接收端采用多根天线（见图 5-5），使信号在空间获得阵列增益、 分集增益、空间复用增益和干扰抑制 增益。在不增加频谱资源和天线发射 功率的情况下，充分利用空间资源， 可以得到更大的系统容量、更广的覆 盖面和更高的数据传输速率，带来了 更高的频谱利用率。
课件制作：赵珂
5.4 高阶调制和AMC
5.4.2 自适应调制与编码AMC
1）下行多址：OFDMA
CP的长度决定了LTE系统的抗多径衰落的能力和覆盖范围的大小。 长CP有利于OFDM克服多径干扰，同时也能支持大范围覆盖，但系统 开销也会相应增加，导致系统的数据传输能力下降。为了达到小区半 径 100km 的覆盖要求，TD-LTE系统采用长短两套CP方案，根据具体 实际部署场景进行选择：短CP部署为基本选项，长CP部署用于支持大 范围小区覆盖和多小区的广播业务。3GPP规定的OFDM循环前缀CP 的长度见表5-2
课件制作：赵珂
5.3.2 MIMO技术
2. MIMO模式分类
R10版本中，MIMO传输模式（Transmission Mode，TM）的分类 见表5-4
课件制作：赵珂
5.4 高阶调制和AMC
5.4.1 高阶调制
高峰值传送输率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现 系统下行100Mb/s峰值速率的目标，在3G原有的QPSK、16QAM调制 方式的基础上，LTE系统增加了64QAM高阶调制。LTE上行方向首要 问题是控制峰均比，降低终端成本及功耗，主要采用BPSK和频域滤波 两种方案进一步降低上行SC-FDMA的峰均比。因此，LTE支持的调制 包括：BPSK、QPSK 、16QAM 和64QAM，这四种调制方式每个调 制符号可以携带信息的大小别为1、2、4、6bit/符号。
课件制作：赵珂
5.3.2 MIMO技术
1. MIMO技术优点
1）提高信道的容量和频带利用率 MIMO接入点到MIMO终端之间，可以同时发送和接收多个空间流， 信道容量可以随着天线数量的增大而线性增大，因此可以利用MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况 下，频带利用率可以成倍地提高。 2）提高信道的可靠性 利用MIMO信道提供的空间复用增益及空间分集增益，可以利用多 天线来抑制信道衰落。多天线系统的应用，使得并行数据流可以同时 传送，可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
2. OFDM技术优点
1）频谱效率高 2）带宽扩展性强 3）抗多径衰落，有效降低接收机的实现复杂度 4）实现MIMO技术较为简单
3. OFDM技术缺点
1）PAPR（峰均比）高 2）对频
5.2.2 OFDM技术
4. LTE的多址接入
OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频 分多址）是一种多址接入技术，用于将OFDM子载波资源分配给不同 的用户使用。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
1）下行多址：OFDMA
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
课件制作：赵珂
5.3.1 MIMO概述
MIMO分类
1）根据实现方式的不同分为：空分复用、空间分集、波束赋形等类 型
LTE系统下行MIMO技术主要包括：空分复用、空间分集和波束赋 形；上行MIMO技术包括空分复用、空间分集和天线选择分集。
2）根据接收端是否反馈信息状态信息分为：开环和闭环MIMO 3）根据接入用户数可分为：单用户MIMO（SU-MIMO）和多用户 MIMO（MU-MIMO）
课件制作：赵珂
5.2 正交频分复用
5.2.1 OFDM概述
正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing） 是由FDM演变而来的一种多载波调制技术（见图5-1），用于将宽带频 率资源分割为很多个较窄的相互正交的子载波。OFDM中的各载波的 相互正交，让每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期，每个载 波的频谱零点和相邻载波的零点重叠，避免了载波间的相互干扰。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
1. LTE中OFDM主要参数
1）子载波间隔 LTE 系 统 中 主 要 以 15kHz 的 子 载 波 间 隔 为 主 ， 用 于 单 播 和 多 播 （MBSFN）传输。也可以采用7.5kHz的子载波间隔，用于独立载波的 MBSFN传输。 2）子载波数目 LTE系统中各带宽下子载波数见表5-1：
LTE关键技术
目录
5.1 LTE的技术特点 5.2 正交频分复用 5.3 多天线技术 5.4 高阶调制和AMC 5.5 混合自动重传 5.6 小区间干扰抑制
课件制作：赵珂
5.1 LTE的技术特点
LTE的技术特点
1. 支持灵活的频谱带宽； 2. 提供了更高的容量 LTE提供了更高的比特率，也提升了系统的容量，LTE系统的容量至 少是3G系统的10倍。 3. 高峰值的数据速率 4. 更高的频谱效率 5. 更低的时延 6. 增加了同时活动用户的数量； 7. 提高了单元边缘的性能，提高了小区容量并降低了系统时延。
课件制作：赵珂
5.1 LTE的技术特点
LTE的技术特点
LTE的主要关键技术有： 频谱效率提升技术：OFDM（正交频分复用）。 空口速率提升技术之一：MIMO （多输入多输出）。 空口速率提升技术之二：高阶调制和AMC（自适应调制与编码）。 可靠性提升技术：HARQ（混合自动重传）。 抗干扰利器：ICIC（小区间干扰协调）。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
2）上行多址：SC-FDMA
SC-FDMA具有单载波的特性，因而其发送信号PAPR较低，在上行 功放要求相同的情况下，采用SC-FDMA可以提高上行的功率效率，降 低系统对终端的功耗要求。
课件制作：赵珂
5.3 多天线技术
5.3.1 MIMO概述
多 输 入 多 输 出 （ Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术最早 是由马可尼于1908年提出的，是指在 发送端或接收端采用多根天线（见图 5-5），使信号在空间获得阵列增益、 分集增益、空间复用增益和干扰抑制 增益。在不增加频谱资源和天线发射 功率的情况下，充分利用空间资源， 可以得到更大的系统容量、更广的覆 盖面和更高的数据传输速率，带来了 更高的频谱利用率。
课件制作：赵珂
5.4 高阶调制和AMC
5.4.2 自适应调制与编码AMC
1）下行多址：OFDMA
CP的长度决定了LTE系统的抗多径衰落的能力和覆盖范围的大小。 长CP有利于OFDM克服多径干扰，同时也能支持大范围覆盖，但系统 开销也会相应增加，导致系统的数据传输能力下降。为了达到小区半 径 100km 的覆盖要求，TD-LTE系统采用长短两套CP方案，根据具体 实际部署场景进行选择：短CP部署为基本选项，长CP部署用于支持大 范围小区覆盖和多小区的广播业务。3GPP规定的OFDM循环前缀CP 的长度见表5-2
课件制作：赵珂
5.3.2 MIMO技术
2. MIMO模式分类
R10版本中，MIMO传输模式（Transmission Mode，TM）的分类 见表5-4
课件制作：赵珂
5.4 高阶调制和AMC
5.4.1 高阶调制
高峰值传送输率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现 系统下行100Mb/s峰值速率的目标，在3G原有的QPSK、16QAM调制 方式的基础上，LTE系统增加了64QAM高阶调制。LTE上行方向首要 问题是控制峰均比，降低终端成本及功耗，主要采用BPSK和频域滤波 两种方案进一步降低上行SC-FDMA的峰均比。因此，LTE支持的调制 包括：BPSK、QPSK 、16QAM 和64QAM，这四种调制方式每个调 制符号可以携带信息的大小别为1、2、4、6bit/符号。
课件制作：赵珂
5.3.2 MIMO技术
1. MIMO技术优点
1）提高信道的容量和频带利用率 MIMO接入点到MIMO终端之间，可以同时发送和接收多个空间流， 信道容量可以随着天线数量的增大而线性增大，因此可以利用MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况 下，频带利用率可以成倍地提高。 2）提高信道的可靠性 利用MIMO信道提供的空间复用增益及空间分集增益，可以利用多 天线来抑制信道衰落。多天线系统的应用，使得并行数据流可以同时 传送，可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
2. OFDM技术优点
1）频谱效率高 2）带宽扩展性强 3）抗多径衰落，有效降低接收机的实现复杂度 4）实现MIMO技术较为简单
3. OFDM技术缺点
1）PAPR（峰均比）高 2）对频
5.2.2 OFDM技术
4. LTE的多址接入
OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频 分多址）是一种多址接入技术，用于将OFDM子载波资源分配给不同 的用户使用。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
1）下行多址：OFDMA
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
课件制作：赵珂
5.3.1 MIMO概述
MIMO分类
1）根据实现方式的不同分为：空分复用、空间分集、波束赋形等类 型
LTE系统下行MIMO技术主要包括：空分复用、空间分集和波束赋 形；上行MIMO技术包括空分复用、空间分集和天线选择分集。
2）根据接收端是否反馈信息状态信息分为：开环和闭环MIMO 3）根据接入用户数可分为：单用户MIMO（SU-MIMO）和多用户 MIMO（MU-MIMO）
课件制作：赵珂
5.2 正交频分复用
5.2.1 OFDM概述
正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing） 是由FDM演变而来的一种多载波调制技术（见图5-1），用于将宽带频 率资源分割为很多个较窄的相互正交的子载波。OFDM中的各载波的 相互正交，让每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期，每个载 波的频谱零点和相邻载波的零点重叠，避免了载波间的相互干扰。
课件制作：赵珂
5.2.2 OFDM技术
1. LTE中OFDM主要参数
1）子载波间隔 LTE 系 统 中 主 要 以 15kHz 的 子 载 波 间 隔 为 主 ， 用 于 单 播 和 多 播 （MBSFN）传输。也可以采用7.5kHz的子载波间隔，用于独立载波的 MBSFN传输。 2）子载波数目 LTE系统中各带宽下子载波数见表5-1：